【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】
可由解集(1,7)而設(shè)(y+1)(y-7)≤0,即y-6y-7≤0,然后與不等式①比較系數(shù)而得:,解出m、n而求得函數(shù)式y(tǒng)。【注】 在所求函數(shù)式中有兩個(gè)系數(shù)m、n需要確定,首先用“判別式法”處理函數(shù)值域問題,得到了含參數(shù)m、n的關(guān)于y的一元二次不等式,且知道了它的解集,求參數(shù)m、n。兩種方法可以求解,一是視為方程兩根,代入后列出m、n的方程求解;二是由已知解集寫出不等式,比較含參數(shù)的不等式而列出m、n的方程組求解。本題要求對(duì)一元二次不等式的解集概念理解透徹,也要求理解求函數(shù)值域的“判別式法”:將y視為參數(shù),函數(shù)式化成含參數(shù)y的關(guān)于x的一元二次方程,可知其有解,利用△≥0,建立了關(guān)于參數(shù)y的不等式,解出y的范圍就是值域,使用“判別式法”的關(guān)鍵是否可以將函數(shù)化成一個(gè)一元二次方程。例2. 設(shè)橢圓中心在(2,1),它的一個(gè)焦點(diǎn)與短軸兩端連線互相垂直,且此焦點(diǎn)與長(zhǎng)軸較近的端點(diǎn)距離是-,求橢圓的方程。 y B’ x A F O’ F’ A’ B【分析】求橢圓方程,根據(jù)所給條件,確定幾何數(shù)據(jù)a、b、c之值,問題就全部解決了。設(shè)a、b、c后,由已知垂直關(guān)系而聯(lián)想到勾股定理建立一個(gè)方程,再將焦點(diǎn)與長(zhǎng)軸較近端點(diǎn)的距離轉(zhuǎn)化為a-c的值后列出第二個(gè)方程?!窘狻?設(shè)橢圓長(zhǎng)軸2a、短軸2b、焦距2c,則|BF’|=a ∴ 解得: ∴ 所求橢圓方程是:+=1也可有垂直關(guān)系推證出等腰Rt△BB’F’后,由其性質(zhì)推證出等腰Rt△B’O’F’,再進(jìn)行如下列式: ,更容易求出a、b的值。【注】 圓錐曲線中,參數(shù)(a、b、c、e、p)的確定,是待定系數(shù)法的生動(dòng)體現(xiàn);如何確定,要抓住已知條件,將其轉(zhuǎn)換成表達(dá)式。在曲線的平移中,幾何數(shù)據(jù)(a、b、c、e)不變,本題就利用了這一特征,列出關(guān)于a-c的等式。一般地,解析幾何中求曲線方程的問題,大部分用待定系數(shù)法,基本步驟是:設(shè)方程(或幾何數(shù)據(jù))→幾何條件轉(zhuǎn)換成方程→求解→已知系數(shù)代入。例3. 是否存在常數(shù)a、b、c,使得等式12+23+…+n(n+1)=(an+bn+c)對(duì)一切自然數(shù)n都成立?并證明你的結(jié)論。 (89年全國(guó)高考題)【分析】是否存在,不妨假設(shè)存在。由已知等式對(duì)一切自然數(shù)n都成立,取特殊值n=3列出關(guān)于a、b、c的方程組,解方程組求出a、b、c的值,再用數(shù)學(xué)歸納法證明等式對(duì)所有自然數(shù)n都成立?!窘狻考僭O(shè)存在a、b、c使得等式成立,令:n=1,得4=(a+b+c);n=2,得22=(4a+2b+c);n=3,得70=9a+3b+c。整理得:,解得,于是對(duì)n=3,等式12+23+…+n(n+1)=(3n+11n+10)成立,下面用數(shù)學(xué)歸納法證明對(duì)任意自然數(shù)n,該等式都成立:假設(shè)對(duì)n=k時(shí)等式成立,即12+23+…+k(k+1)=(3k+11k+10);當(dāng)n=k+1時(shí),12+23+…+k(k+1)+(k+1)(k+2)=(3k+11k+10) +(k+1)(k+2)=(k+2)(3k+5)+(k+1)(k+2)=(3k+5k+12k+24)=[3(k+1)+11(k+1)+10],也就是說,等式對(duì)n=k+1也成立。綜上所述,當(dāng)a=b=1c=10時(shí),題設(shè)的等式對(duì)一切自然數(shù)n都成立?!咀ⅰ拷㈥P(guān)于待定系數(shù)的方程組,在于由幾個(gè)特殊值代入而得到。此種解法中,也體現(xiàn)了方程思想和特殊值法。對(duì)于是否存在性問題待定系數(shù)時(shí),可以按照先試值、再猜想、最后歸納證明的步驟進(jìn)行。本題如果記得兩個(gè)特殊數(shù)列1+2+…+n、1+2+…+n求和的公式,也可以抓住通項(xiàng)的拆開,運(yùn)用數(shù)列求和公式而直接求解:由n(n+1)=n+2n+n得S=12+23+…+n(n+1)=(1+2+…+n)+2(1+2+…+n)+(1+2+…+n)=+2+=(3n+11n+10),綜上所述,當(dāng)a=b=1c=10時(shí),題設(shè)的等式對(duì)一切自然數(shù)n都成立。例4. 有矩形的鐵皮,其長(zhǎng)為30cm,寬為14cm,要從四角上剪掉邊長(zhǎng)為xcm的四個(gè)小正方形,將剩余部分折成一個(gè)無蓋的矩形盒子,問x為何值時(shí),矩形盒子容積最大,最大容積是多少?【分析】實(shí)際問題中,最大值、最小值的研究,先由已知條件選取合適的變量建立目標(biāo)函數(shù),將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)最大值和最小值的研究。【解】 依題意,矩形盒子底邊邊長(zhǎng)為(30-2x)cm,底邊寬為(14-2x)cm,高為xcm?!?盒子容積 V=(30-2x)(14-2x)x=4(15-x)(7-x)x , 顯然:15-x0,7-x0,x0。設(shè)V=(15a-ax)(7b-bx)x (a0,b0) 要使用均值不等式,則解得:a=, b= , x=3 。 從而V=(-)(-x)x≤()=27=576。所以當(dāng)x=3時(shí),矩形盒子的容積最大,最大容積是576cm。【注】均值不等式應(yīng)用時(shí)要注意等號(hào)成立的條件,當(dāng)條件不滿足時(shí)要湊配系數(shù),可以用“待定系數(shù)法”求。本題解答中也可以令V=(15a-ax)(7-x)bx 或 (15-x)(7a-ax)bx,再由使用均值不等式的最佳條件而列出方程組,求出三項(xiàng)該進(jìn)行湊配的系數(shù),本題也體現(xiàn)了“湊配法”和“函數(shù)思想”。Ⅲ、鞏固性題組:1. 函數(shù)y=logx的x∈[2,+∞)上恒有|y|1,則a的取值范圍是_____。A. 2a且a≠1 B. 0a或1a2 C. 1a2 D. a2或0a2. 方程x+px+q=0與x+qx+p=0只有一個(gè)公共根,則其余兩個(gè)不同根之和為_____。A. 1 B. -1 C. p+q D. 無法確定 3. 如果函數(shù)y=sin2x+acos2x的圖像關(guān)于直線x=-對(duì)稱,那么a=_____。A. B. - C. 1 D. -14. 滿足C+1C+2C+…+nC500的最大正整數(shù)是_____。A. 4 B. 5 C. 6 D. 75. 無窮等比數(shù)列{a}的前n項(xiàng)和為S=a- , 則所有項(xiàng)的和等于_____。A. - B. 1 C. 6. (1+kx)=b+bx+bx+…+bx,若b+b+b+…+b=-1,則k=______。7. 經(jīng)過兩直線11x-3y-9=0與12x+y-19=0的交點(diǎn),且過點(diǎn)(3,2)的直線方程為_____________。 8. 正三棱錐底面邊長(zhǎng)為2,側(cè)棱和底面所成角為60176。,過底面一邊作截面,使其與底面成30176。角,則截面面積為______________。9. 設(shè)y=f(x)是一次函數(shù),已知f(8)=15,且f(2)、f(5)、(f14)成等比數(shù)列,求f(1)+f(2)+…+f(m)的值。10. 設(shè)拋物線經(jīng)過兩點(diǎn)(1,6)和(1,2),對(duì)稱軸與x軸平行,開口向右,直線y=2x+7和拋物線截得的線段長(zhǎng)是4, 求拋物線的方程。四、定義法所謂定義法,就是直接用數(shù)學(xué)定義解題。數(shù)學(xué)中的定理、公式、性質(zhì)和法則等,都是由定義和公理推演出來。定義是揭示概念內(nèi)涵的邏輯方法,它通過指出概念所反映的事物的本質(zhì)屬性來明確概念。定義是千百次實(shí)踐后的必然結(jié)果,它科學(xué)地反映和揭示了客觀世界的事物的本質(zhì)特點(diǎn)。簡(jiǎn)單地說,定義是基本概念對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)體的高度抽象。用定義法解題,是最直接的方法,本講讓我們回到定義中去。Ⅰ、再現(xiàn)性題組:1. 已知集合A中有2個(gè)元素,集合B中有7個(gè)元素,A∪B的元素個(gè)數(shù)為n,則______。A. 2≤n≤9 B. 7≤n≤9 C. 5≤n≤9 D. 5≤n≤72. 設(shè)MP、OM、AT分別是46176。角的正弦線、余弦線和正切線,則_____。A. MPOMAT B. OMMPAT C. ATOMMP D. OMATMP3. 復(fù)數(shù)z=a+2i,z=-2+i,如果|z| |z|,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是_____。A. -1a1 B. a1 C. a0 D. a-1或a14. 橢圓+=1上有一點(diǎn)P,它到左準(zhǔn)線的距離為,那么P點(diǎn)到右焦點(diǎn)的距離為_____。A. 8 C. C. D. 35. 奇函數(shù)f(x)的最小正周期為T,則f(-)的值為_____。A. T B. 0 C. D. 不能確定6. 正三棱臺(tái)的側(cè)棱與底面成45176。角,則其側(cè)面與底面所成角的正切值為_____。【簡(jiǎn)解】1小題:利用并集定義,選B;2小題:利用三角函數(shù)線定義,作出圖形,選B;3小題:利用復(fù)數(shù)模的定義得,選A;4小題:利用橢圓的第二定義得到=e=,選A;5小題:利用周期函數(shù)、奇函數(shù)的定義得到f(-)=f()=-f(-),選B;6小題:利用線面角、面面角的定義,答案2。Ⅱ、示范性題組:例1. 已知z=1+i, ① 設(shè)w=z+3-4,求w的三角形式; ② 如果=1-i,求實(shí)數(shù)a、b的值。(94年全國(guó)理)【分析】代入z進(jìn)行運(yùn)算化簡(jiǎn)后,運(yùn)用復(fù)數(shù)三角形式和復(fù)數(shù)相等的定義解答。【解】由z=1+i,有w=z+3-4=(1+i)+3-4=2i+3(1-i)-4=-1-i,w的三角形式是(cos+isin);由z=1+i,有===(a+2)-(a+b)i。由題設(shè)條件知:(a+2)-(a+b)i=1+i;根據(jù)復(fù)數(shù)相等的定義,得:,解得?!咀ⅰ壳髲?fù)數(shù)的三角形式,一般直接利用復(fù)數(shù)的三角形式定義求解。利用復(fù)數(shù)相等的定義,由實(shí)部、虛部分別相等而建立方程組,這是復(fù)數(shù)中經(jīng)常遇到的。例2. 已知f(x)=-x+cx,f(2)=-14,f(4)=-252,求y=logf(x)的定義域,判定在(,1)上的單調(diào)性?!痉治觥恳袛嗪瘮?shù)的單調(diào)性,必須首先確定n與c的值求出函數(shù)的解析式,再利用函數(shù)的單調(diào)性定義判斷。 A’ A D C’ C O H B’ B 【解】 解得: ∴ f(x)=-x+x 解f(x)0得:0x1設(shè)xx1, 則f(x)-f(x)=-x+x(x+x)=(xx)[1(x+x)( x+x)],∵ x+x, x+x ∴ (x+x)( x+x)〉=1∴ f(x)-f(x)0即f(x)在(,1)上是減函數(shù)∵ 1 ∴ y=logf(x) 在(,1)上是增函數(shù)。【注】關(guān)于函數(shù)的性質(zhì):奇偶性、單調(diào)性、周期性的判斷,一般都是直接應(yīng)用定義解題。本題還在求n、c的過程中,運(yùn)用了待定系數(shù)法和換元法。例3. 如圖,已知A’B’C’—ABC是正三棱柱,D是AC中點(diǎn)。① 證明:AB’∥平面DBC’;② 假設(shè)AB’⊥BC’,求二面角D—BC’—C的度數(shù)?!痉治觥?由線面平行的定義來證①問,即通過證AB’平行平面DBC’內(nèi)的一條直線而得;由二面角的平面角的定義作出平面角,通過解三角形而求②問?!窘狻?① 連接B’C交BC’于O, 連接OD∵ A’B’C’—ABC是正三棱柱 ∴ 四邊形B’BCC’是矩形 ∴ O是B’C中點(diǎn)△AB’C中, D是AC中點(diǎn) ∴ AB’∥OD ∴ AB’∥平面DBC’② 作DH⊥BC于H,連接OH ∴ DH⊥平面BC’C∵ AB’∥OD, AB’⊥BC’ ∴ BC’⊥OD ∴ BC’⊥OH 即∠DOH為所求二面角的平面角。設(shè)AC=1,作OE⊥BC于E,則DH=sin60176。=,BH=,EH= ; Rt△BOH中,OH=BHEH=, y M F A x∴ OH==DH ∴∠DOH=45176。,即二面角D—BC’—C的度數(shù)為45176?!咀ⅰ繉?duì)于二面角D—BC’—C的平面角,容易誤認(rèn)為∠DOC即所求。利用二面角的平面角定義,兩邊垂直于棱,抓住平面角的作法,先作垂直于一面的垂線DH,再證得垂直于棱的垂線DO,最后連接兩個(gè)垂足OH,則∠DOH即為所求,其依據(jù)是三垂線定理。本題還要求解三角形十分熟練,在Rt△BOH中運(yùn)用射影定理求OH的長(zhǎng)是計(jì)算的關(guān)鍵。此題文科考生的第二問為:假設(shè)AB’⊥BC’,BC=2,求AB’在側(cè)面BB’C’C的 射影長(zhǎng)。解答中抓住斜線在平面上的射影的定義,先作平面的垂線,連接垂足和斜足而得到射影。其解法如下:作AE⊥BC于E,連接B’E即所求,易得到OE∥B’B,所以==,EF=B’E。在Rt△B’BE中,易得到BF⊥BE,由射影定理得:B’EEF=BE即B’E=1,所以B’E=。例4. 求過定點(diǎn)M(1,2),以x軸為準(zhǔn)線,離心率為的橢圓的下頂點(diǎn)的軌跡方程?!痉治觥窟\(yùn)動(dòng)的橢圓過定點(diǎn)M,準(zhǔn)線固定為x軸,所以M到準(zhǔn)線距離為2。抓住圓錐曲線的統(tǒng)一性定義,可以得到=建立一個(gè)方程,再由離心率的定義建立一個(gè)方程?!窘狻吭O(shè)A(x,y)、F(x,m),由M(1,2),則橢圓上定點(diǎn)M到準(zhǔn)線距離為2,下頂點(diǎn)A到準(zhǔn)線距離為y。根據(jù)橢圓的統(tǒng)一性定義和離心率的定義,得到: ,消m得:(x-1)+=1,所以橢圓下頂點(diǎn)的軌跡方程為(x-1)+=1?!咀ⅰ壳笄€的軌跡方程,按照求曲線軌跡方程的步驟,設(shè)曲線上動(dòng)點(diǎn)所滿足的條件,根據(jù)條件列出動(dòng)點(diǎn)所滿足的關(guān)系式,進(jìn)行化簡(jiǎn)即可得到。本題還引入了一個(gè)參數(shù)m,列出的是所滿足的方程組,消去參數(shù)m就得到了動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)所滿足的方程,即所求曲線的軌跡方程。在建立方程組時(shí),巧妙地運(yùn)用了橢圓的統(tǒng)一性定義和離心率的定義。一般地,圓錐曲線的點(diǎn)